本文從火箭燃氣沖擊載荷測量的實際出發(fā),將一維拉壓力傳感器與3-（2SPS）并聯(lián)機構(gòu)進行有機結(jié)合,構(gòu)建了一種可用于六維沖擊載荷識別的通用測量平臺。文中首先對沖擊射流的基本特點作了介紹,并采用CFD軟件對傳統(tǒng)的燃氣射流試驗進行預估計算,得到了燃氣射流對被測模型的沖擊載荷變化情況。隨后,提出了燃氣射流測量平臺的構(gòu)型方法,并根據(jù)載荷預估結(jié)果選擇了相應的一維拉壓力傳感器。緊接著,就該測量平臺的結(jié)構(gòu)特點以及其測量原理作了分析和介紹,推導了測量平臺的位姿正、反解反解方程,建立了測量模型,并得到了力雅克比矩陣。接下來,詳細的分析了測量平臺的可達工作空間、力各向同性性能以及其影響因素,得到了測量平臺的可達工作空間形狀以及在各個截面上的力各向同性分布情況。此外,還分別對測量平臺的靜力學正、反解進行了分析和仿真計算,驗證了測量平臺在火箭燃氣沖擊載荷作用下的實際工作情況。最后,根據(jù)測量平臺的結(jié)構(gòu)特點以及其量程范圍,設計了一款可用于測量平臺六維力標定的試驗裝置,研究了相關(guān)的標定方法,并開發(fā)了標定軟件。研究表明,該測量平臺可以很好的滿足火箭燃氣射流沖擊載荷測量的需求,并可為此類其它平臺的設計和研發(fā)提供參考。 

【文章來源】：南京理工大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 燃氣射流研究概述
    1.2 課題的提出及研究意義
        1.2.1 課題的提出及來源
        1.2.2 課題研究的意義
    1.3 六維力測量研究現(xiàn)狀
    1.4 本文的主要研究內(nèi)容
2 火箭燃氣沖擊載荷預估
    2.1 沖擊射流基本特點
    2.2 火箭導彈燃氣沖擊效應試驗
        2.2.1 試驗方案
        2.2.2 沖擊效應試驗結(jié)果
        2.2.3 試驗數(shù)據(jù)分析
    2.3 燃氣沖擊載荷CFD計算
        2.3.1 仿真模型的建立及邊界條件
        2.3.2 計算結(jié)果及對比
    2.4 本章小結(jié)
3 測量平臺結(jié)構(gòu)及其實現(xiàn)的基本原理
    3.1 引言
    3.2 測量平臺性能要求
    3.3 測量平臺結(jié)構(gòu)及參數(shù)化表示
        3.3.1 平臺結(jié)構(gòu)特點
        3.3.2 平臺結(jié)構(gòu)參數(shù)化表示
    3.4 測量平臺位置分析
        3.4.1 位置反解
        3.4.2 位置正解
        3.4.3 雅克比矩陣
    3.5 測量平臺載荷識別的基本原理
        3.5.1 輸入力與輸出力變換
        3.5.2 力雅克比矩陣
    3.6 本章小結(jié)
4 測量平臺特性分析
    4.1 測量平臺可達工作空間分析
        4.1.1 可達工作空間約束條件
        4.1.2 工作空間的搜索方法
        4.1.3 可達工作空間形狀及分析
    4.2 測量平臺的力各向同性分析
        4.2.1 力各向同性度
        4.2.2 力矩各向同性度
    4.3 結(jié)構(gòu)參數(shù)對力各向同性的影響
        4.3.1 偏置距離s對力各向同性度的影響
        4.3.2 鉸鏈安裝距離h對力各向同性度的影響
        4.3.3 轉(zhuǎn)動角度β對力各向同性度的影響
    4.4 測量平臺靜力學分析
        4.4.1 靜力學反解分析及仿真
        4.4.2 靜力學正解分析及仿真
    4.5 本章小結(jié)
5 測量平臺標定方法研究
    5.1 試驗標定原理
        5.1.1 一維力力傳感器標定原理
        5.1.2 六維力傳感器標定原理
        5.1.3 標定載荷選取原則
    5.2 測量平臺試驗標定設計
        5.2.1 標定裝置設計
        5.2.2 載荷加載方案設計
        5.2.3 標定流程設計
    5.3 標定軟件設計
    5.4 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
致謝
參考文獻
附錄


【參考文獻】：
期刊論文
[1]大量程柔性鉸六維力傳感器靜態(tài)解耦的研究[J]. 石中盤,趙鐵石,厲敏,趙延治,丁長濤.  儀器儀表學報. 2012(05)
[2]3-（2SPS）并聯(lián)機構(gòu)的工作空間分析及結(jié)構(gòu)參數(shù)對其影響分析[J]. 高繼良,李開明,陳有清.  機床與液壓. 2011(23)
[3]固體發(fā)動機燃氣射流對發(fā)射平臺沖擊效應研究[J]. 馬艷麗,姜毅,郝繼光,趙剛練.  固體火箭技術(shù). 2010(04)
[4]兩相沖擊射流對垂直擋板沖蝕的研究[J]. 王革,徐文奇,郜冶.  彈道學報. 2009(02)
[5]少自由度并聯(lián)機器人機構(gòu)的靜力分析[J]. 李永剛,宋軼民,黃田,張策.  機械工程學報. 2007(09)
[6]發(fā)射氣流沖擊對塔架結(jié)構(gòu)受力影響的實測與分析[J]. 尹續(xù)峰,劉曉華.  建筑結(jié)構(gòu). 2007(04)
[7]廣義六維力傳感器的特點及研究和應用狀況[J]. 尹瑞多,王宣銀,程佳,李強.  液壓與氣動. 2005(10)
[8]基于并聯(lián)機構(gòu)的六分量并聯(lián)天平及其力雅可比矩陣研究[J]. 姚裕,吳洪濤,張召明,朱劍英.  機械科學與技術(shù). 2004(07)
[9]5-UPS/PRPU五自由度并聯(lián)機床靜力學分析[J]. 鄭魁敬,趙永生.  機械設計. 2004(05)
[10]火箭彈發(fā)射過程沖擊流場壓力和溫度實驗測量[J]. 徐強.  推進技術(shù). 2003(06)

博士論文
[1]基于Stewart結(jié)構(gòu)并聯(lián)分載式六維大力傳感器研究[D]. 林盛.大連理工大學 2010
[2]大量程柔性鉸并聯(lián)六維力傳感器基礎(chǔ)理論與系統(tǒng)研制[D]. 趙延治.燕山大學 2009

碩士論文
[1]三平動并聯(lián)機構(gòu)傳動動力學和雙軸同步控制研究[D]. 高繼良.南京理工大學 2012
[2]新型大工作空間并聯(lián)機構(gòu)及其性能研究[D]. 葉冬明.南京理工大學 2012
[3]三平移并聯(lián)機構(gòu)的精確度研究[D]. 樂林林.南京理工大學 2011
[4]Stewart廣義六維力傳感器的研究[D]. 尹瑞多.浙江大學 2006



本文編號：3070176